====== Začátky s platformou STM32 ======

Způsobů, jak pracovat s Nucleem je několik. Pro práci můžeme použít VS Code s nainstalovaným pluginem Platformio, [[https://os.mbed.com/studio/|Mbed Studio]], nebo můžeme třeba využít online prostředí http://mbed.org

===== MBED =====

MBED je middleware pro mikrokontroléry s architekturou ARM Cortex-M, založená na principech objektového programování v <nowiki>C++</nowiki>. Pro vývoj je možné používat online editor nebo programovat offline. 
  
==== Založení účtu a přidání platformy ====

  - [[https://mbed.org]] => MBED OS developer site 
  - Sign up / Sign in
  - Compiler
  - Přidat vývojový kit z https://os.mbed.com/platforms/ST-Nucleo-F401RE/ 
  - Add to your Mbed Compiler 
  - Vrátit se zpět na stránku s přidáním platformy a vybrat NUCLEO-F401RE, select platform

==== Založení a zkompilování projektu ====

  - Založit nový projekt (New)
  - Vybrat “Blinky LED test for the ST Nucleo boards”
  - Definovat Digitální výstup pro zelenou ledku na semaforu jako DigitalOut myled(D13);
  - Compile
  - Nahrát do Nuclea
  - Vyjmout mass storage v případě, že nedojde k restartu systému

Pro většinu aplikací, které mají běžet v nekonečné smyčce (nejen embedded systémy) je poté základní konstrukce programu následující:

<code c>
int main(){
  // inicializace programu
  while(1){
    // nekonečná smyčka, hlavní část programu
  }
  return 0;
}
</code>

===== Platformio - vytvoření projektu =====

  - Platformio Home
  - New Project
  - Vyber desku **ST Nucleo F401RE**
  - Vyber Framework **STM32Cube** (nebo **MBED**)

K vytvoření programu je potřeba vytvořit alespoň jeden zdrojový soubor např. //main.c// pomocí následujícího návodu:

  - Vlevo kliknout na Explorer
  - Vyhledat adresář **src**
  - Kliknout pravým tlačítkem myši a vybrat **New File**
  - Pojmenovat soubor např. //main.c//
  - Začít psát vlastní kód, který může vypadat např. následovně:

==== Example - Blikání s LED ====

LEDka je umístěna na desce Nuclea uprostřed a připojena k procesoru na pin PA5

<code c>
#include "stm32f4xx.h"

#define setbit(reg, bit)    ((reg) |= (1U << (bit)))
#define clearbit(reg, bit)  ((reg) &= (~(1U << (bit))))
#define togglebit(reg, bit) ((reg) ^= (1U << (bit)))

int main(void) {
  volatile i = 0;

  setbit(RCC->AHB1ENR, 0);          // Enable clock to GPIOA
  
  setbit(GPIOA->MODER, 10);         // Set pin PA5 as output
  clearbit(GPIOA->MODER, 11);   
  
  clearbit(GPIOA->OTYPER, 5);       // Set Push-Pull output for pin PA5
  
  setbit(GPIOA->OSPEEDR, 10);       // Set GPIO speed of pin PA5 to medium
  clearbit(GPIOA->OSPEEDR, 11);

  clearbit(GPIOA->PUPDR, 10);       // Disable Pull-Up/Down for pin PA5
  clearbit(GPIOA->PUPDR, 11);

  clearbit(GPIOA->ODR, 5);          // Set Logic 0 for pint PA5

  while (1){
    togglebit(GPIOA->ODR, 5);       // Toggle the output bit for pin PA5
    for(i = 0; i < 500000; i++);    // Delay
  }
}
</code>

==== Přeložit a nahrát projekt ====

Program se zkompiluje při stisknutí na ikonku na spodním stavové liště. Vedle se poté nachází tlačítko k nahrání programu.

<note tip>
V případě problému s přístupem k USB zařízení na Linuxu (Ubuntu distribuce), je třeba povolit přístup pro non-sudo uživatele k USB zařízení (např. /dev/ttyUSB0) následujícím příkazem

<code>
sudo usermod -a -G dialout $USER
</code>
</note>
==== Ladění kódu ====

Spuštění ladění kódu se provede přes nabídku **Debug** z menu **Debug** nebo stisknutím klávesy **F5**

Kód se vždy zastaví na prvním řádku funkce main(), kde debugger vyčkává na další akci uživatele. V následující tabulce je poté výčet všech možných aktivit, co se mohou vykonat:

^Funkce   ^Hotkey       ^Význam                                                                                           ^
|Continue |F5           |Pokračuje v kódu dokud program nedojde k dalšímu breakpointu nebo kód není zastaven              |
|Pause    |F6           |Pozastaví vykonávání kódu                                                                        |
|Step Over|F10          |Další řádek kódu v současné funkci (pokud to lze)                                                |
|Step Into|F11          |Začne se ladit kód v dané funkci (pokud to lze)                                                  |
|Restart  |Ctrl+Shift+F5|Restart a spuštění programu od začátku                                                           |
|Stop     |Shift+F5     |Zastavení ladění programu - Program začne od začátku, ale už se nebude nikde přerušovat ani ladit|

Všechny tyto funkce jsou dostupné také ve vrchní stavové liště, když se ladí program.

Ladění programu má výhodu v tom, že je možné si prohlédnout stav registrů v jednotlivých částech programu a podle toho např. odhalit případnou chybu programu. Vlastní hodnota se zobrazí pouze v případě zastaveného programu (některá vývojová prostředí umožňují prohlíšet i online), který můžete vyvolat buď pauznutím běhu nebo v případě, když program dojde k breakpointu.

Všechny dostupné registry jsou v levém postranním panelu v sekci **Peripherals** nebo **Registers**. V sekci **Peripherals** je nastavení všech dostupných periferií, které se mohou s daným typem procesoru využít. Zejména je poté možné i za běhu tyto registry přenastavovat, ale zde je třeba dát pozor, aby se procesor nedostal do nestabilního stavu, případně si zapamatovat změnu a tu následně implementovat do programu. V sekci **Registers** se nachází jednotlivé registry **Rxx**, kde procesory STM32 jich mají celkem 32 a poté další registry pro běh procesoru.

Hodnoty registrů se dají upravovat následovně: 
  - Vyberte registr, který chcete upravit, pravým tlačítkem myši vyberte položku **Update Value** 
  - Napište Vaší požadovanou hotnotu, zpravidla v hexadecimálním tvaru. V případě, že v registru některé hodnoty byly, bude možná třeba některé zachovat. Úpravy hotnot registrů obecně není moc doporučování provádět, jelikož neodhalíte úplně přesný chování procesoru.